JP3207600B2 - シールド掘削機のシールドジャッキ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシールド掘削機のシール
ドジャッキ制御方法に関し、なめらかで且つ精度よく方
向制御できるように工夫したものである。

【０００２】

【従来の技術】地下鉄道、上下水道、電力，通信，ガス
用共同溝、地下道などのトンネルは、シールド工法によ
り構築されることが多い。シールド工法を採用すれば、
周辺の地盤の崩壊を防ぎながら、シールドの内部で安全
に掘削、覆工作業を行いつつトンネルを構築することが
できる。

【０００３】このシールド工法の施工は、ほぼ次の手順
により行なわれる。 （１）まずシールド推進に先だって、シールドの組立な
らびに推進の基点となる場所を、ケーソン工法などの工
法で立坑に掘下げて確保する。 （２）以降は、覆工の１リングに相当する長さだけ、シ
ールドの前面を掘削しつつ、 （３）シールドジャッキによりシールドを前進させ、 （４）尾部の覆工を行う、という操作を繰返して掘進す
る。

【０００４】ここでシールド掘削機の機械的構成及び動
作の概要を、図１を参照して説明する。図１に示すよう
に、掘削機本体１は円筒状をなしており、その前部に隔
壁となるバルクヘッド２が取り付けられ、バルクヘッド
２の前面には回転カッタ３が取り付けられている。バル
クヘッド２と回転カッタ３との間がチャンバ室４とな
り、チャンバ室４内には、加圧・注入された加泥材と削
土とが混練されて生成された混練土が取り込まれ、この
混練土はスクリューコンベア５によって排出される。こ
のとき土圧は、土圧計６により検出され、土圧に応じ
て、スクリューコンベア５の排出能力が調整される。

【０００５】掘削機本体１の尾部は、テールパッキン７
を介して、既設のセグメント８に嵌合している。そして
掘削機本体１には周方向に沿い複数本の油圧式シールド
ジャッキ９が配置されている。掘削機本体１を推進させ
るときには、シールドジャッキ９に油圧を供給してシー
ルドジャッキ９を伸ばしセグメント８を押す。セグメン
ト８からの反力により掘削機本体１が前進し、前進時に
回転カッタ３による掘削をする。１リング分掘り進んだ
ところで掘削を停止してシールドジャッキ９を縮め、縮
めた時に形成された間隙に、エレクタにより、新設セグ
メントを搬入してリング状に組立てる。なお、シールド
ジャッキ９のストロークはストローク計により検出さ
れ、シールドジャッキ９に供給される圧油の圧力は圧力
計により検出される。

【０００６】また、掘削機本体１の内部には、本体１の
位置，姿勢，方向を測定する検出器、位置などを判定す
るための装置、シールドジャッキへの圧油供給の制御を
するシールドシーケンサなどが組み込まれている。

【０００７】上述したシールド掘削機は、予め計画され
た計画線に沿って掘進するよう方向制御が行なわれる。
すなわち、シールド掘削機の位置をレーザ計測器やレベ
ル計等を用いて実測し、この実測データと計画線との偏
差をコンピュータで演算し、この偏差が小さくなるよう
に、方向制御を行う。方向制御は、掘進の際に、複数の
シールドジャッキのうち所定のものに圧油を供給しなか
ったり、各シールドジャッキに供給する圧油の圧力を調
整することにより、掘削機本体１に作用する回転モーメ
ントを変化させることによって実現している。

【０００８】即ち、シールド掘削機が直進掘削するとき
には各シールドジャッキの推力を等しくしているが、計
画線に沿い旋回させるときには、シールドジャッキによ
る推力を片寄らせて片押して旋回力を与えている。具体
的に説明すると、図１３（ａ）（ｂ）に示すように１２
本のシールドジャッキ９ａ〜９ｌを備えている場合、例
えばシールドジャッキ９ｇ〜９ｌの推力を全出力として
旋回力を生じさせている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１３に示す従来技術
では、各シールドジャッキ９ａ〜９ｌに圧油を供給する
１２本の各油路に、それぞれ開閉弁を備え、各開閉弁を
開閉制御していた。このためシールドジャッキの数と同
数の開閉弁が必要であり、開閉弁の設置数が多い。ま
た、一方側の推力が大きく他方側の推力が零であるため
推力のバランスが悪くスムーズな旋回がしにくかった。
また、方向制御するための開閉弁の適正な開／閉パター
ンの設定は通常掘進開始時（あるいは掘進中数回）しか
行われないため、なめらかで且つ精度のよい制御が行い
にくいという問題があった。

【００１０】本発明は、上記従来技術に鑑み、シールド
ジャッキへの圧油供給を調整する弁の設置数を少なくで
き、しかもスムーズな旋回をさせ、なめらかで且つ精度
のよいシールド機械のシールドジャッキ制御方法を提供
することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、 （１）シールド掘削機の掘削機本体の後部に備えられた
複数本のシールドジャッキの推力を調整する制御方法で
あって、前記シールドジャッキの近くのものどうしを組
として４以上の偶数のブロックに区分けし、同一のブロ
ック内のシールドジャッキヘの圧油の供給あるいは排出
は同一の弁を介して行い、曲がりつつ掘進する際には、
掘削機本体の軸方向と進行方向とでなす制御角から目標
力点位置を求め、目標力点が位置するブロックのシール
ドジャッキの推力を最大とするとともに、目標力点が位
置するブロックに対し点対称な位置にあるブロックのシ
ールドジャッキの推力を最小とし、更に残りのブロック
のシールドジャッキの推力を、最大推力のブロックから
最小推力のブロックに向って段階的に小さくなるよう
に、しかも目標力点位置を満たすように、前記最大推力
ブロックに隣合う複数個のブロックのシールドジャッキ
の推力を増加させ、さらに上記隣合う複数個のブロック
に対し点対称なブロックのシールドジャッキの推力を減
少させるように、ブロック毎に設けた上記弁の開度を調
整することを特徴とし、また、 （２）上記（１）記載の推力分布で実現できる力点位置
より離れた位置に目標力点位置が要求された場合におい
て、目標力点位置を満たすように、推力が最大となるブ
ロックと推力が最小となるブロックの中間に位置する複
数個のシールドジャッキの推力を減少させるように、ブ
ロック毎に設けた弁の開度を調整することを特徴とし、
また、 （３）与えられた目標力点位置を満たすように、連続的
に或いは微小時間間隔で各ブロックのシールドジャッキ
の推力を設定するように、ブロック毎に設けた弁の開度
を調整することを特徴とし、また、 （４）シールド掘削機の掘削機本体の後部に備えられた
複数本のシールドジャッキの推力を調整する制御方法で
あって、前記シールドジャッキの近くのものどうしを組
として４以上の偶数のブロックに区分けし、同一のブロ
ック内のシールドジャッキヘの圧油の供給あるいは排出
は同一の弁を介して行い、曲がりつつ掘進する際には、
掘削機本体の軸方向と進行方向とでなす制御角から目標
力点位置を求め、目標力点が位置するブロックのシール
ドジャッキの推力を最大とするとともに、目標力点が位
置するブロックに対し点対称な位置にあるブロックのシ
ールドジャッキの推力を最小とし、更に残りのブロック
のシールドジャッキの推力を、最大推力のブロックから
最小推力のブロックに向って段階的に小さくなるよう
に、しかも与えられた目標力点位置を満たすように、連
続的に或いは微小時間間隔で各ブロックのシールドジャ
ッキの推力を設定してブロック毎に設けた弁の開度を調
整することを特徴とする。

【００１２】

【作用】旋回しつつ掘削するときには制御角から目標力
点位置を求め、力点が位置するブロックのジャッキ推力
を最大とし、このブロックから、点対称なブロックに向
い、ジャッキ推力を段階的に減じていく。さらに、目標
力点位置が離れた位置に要求されたとき、点対称なブロ
ック推力を保ちながら推力を増加／減少させ、目標力点
位置を確保することができる。即ち、広い範囲の目標力
点を設定することができる。また、連続的にジャッキ推
力を設定することにより、なめらかに且つ精度の良い推
力の制御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本発明は
図１に示すシールド掘削機に適用する。掘削機本体１
は、シールドジャッキ９が伸びてセグメント８から反力
を受けて前進し、回転カッタ３により掘削された土はス
クリューコンベア５により排出される。シールドジャッ
キ９は、図１のII−II矢視図である図２に示すように１
８本備えられている（図２では各シールドジャッキに
「９−１」〜「９−１８」の符号を付している）。

【００１４】次に図３を参照して、実施例の制御系を構
成する各制御装置の配置状態を説明する。掘削機本体１
内には、制御装置２０と、シールドシーケンサ２１が備
えられており、地上側には、方向制御，データ収集・記
録，線形管理等を行う方向制御・管理システム２２が備
えられている。

【００１５】シールドシーケンサ２１には、土圧計２３
により検出した土圧データ、ジャイロとレベル計を組み
込んだジャベル（商品名）２４により検出した位置・方
向データ、ジャイロ２５により検出したローリングデー
タ、ストローク計２６により検出したシールドジャッキ
９のスロトークデータ、圧力計２７により検出したシー
ルドジャッキ９への供給油圧データ等が入力される。

【００１６】また、シールドシーケンサ２１は、制御弁
アンプ２９を介してバルブ３０の開閉制御をする。この
シールドシーケンサ２１と制御装置２０との間、シーケ
ンサ２１と方向制御・管理システム２２との間はデータ
が双方に伝送される。また、制御装置２０にはディスプ
レイ２８が接続されている。

【００１７】地上のシステム２２には、モニタ３１，プ
リンタ３２及びキーボード３３が接続されている。この
システム２２は、シールドシーケンサ２１に接続されて
いる。尚、図３では制御装置２０をシールド機械の中に
配置した例を示しているが、当然上記装置をシステム２
２と同様に地上に設置することは可能である。

【００１８】ここでシールドシーケンサ２１によるシー
ルドジャッキ９−１〜９−１８の制御動作を図４を基に
説明する。シールドシーケンサ２１は、方向制御弁４１
の切り替え制御をするとともに、制御弁アンプ２９−１
〜２９−８を介して圧力制御弁３０−１〜３０−８の作
動圧を調整する。

【００１９】方向制御弁４１の室４１ａを選択するとシ
ールドジャッキ９−１〜９−１８が伸びるよう圧油が供
給される。このとき圧力制御弁３０−１〜３０−８の動
作圧力を調整することによりシールドジャッキの推力を
変える、メータアウト制御が可能となる。

【００２０】すなわち（ａ）圧力制御弁３０−１の作動
圧力を調整することにより、シールドジャッキ９−１，
９−２のジャッキ推力を調整でき、（ｂ）圧力制御弁３
０−２の作動圧力を調整することにより、シールドジャ
ッキ９−３，９−４のジャッキ推力を調整でき、（ｃ）
圧直制御弁３０−３の作動圧力を調整することにより、
シールドジャッキ９−５，９−６，９−７のジャッキ推
力を調整でき、（ｄ）圧力制御弁３０−４の作動圧力を
調整することにより、シールドジャッキ９−８，９−９
のジャッキ推力を調整でき、（ｅ）圧力制御弁３０−５
の作動圧力を調整することにより、シールドジャッキ９
−１０，９−１１のジャッキ推力を調整でき、（ｆ）圧
力制御弁３０−６の作動圧力を調整することにより、シ
ールドジャッキ９−１２，９−１３のジャッキ推力を調
整できる。（ｇ）圧力制御弁３０−７の作動圧力を調整
することにより、シールドジャッキ９−１４，９−１
５，９−１６のジャッキ推力を調整でき、（ｈ）圧力制
御弁３０−８の作動圧力を調整することにより、シール
ドジャッキ９−１７，９−１８のジャッキ推力を調整で
きる。

【００２１】方向制御弁４１の室４１ｃを選択するとシ
ールドジャッキ９−１〜９−１８が縮むよう圧力が供給
される。

【００２２】次にシールドジャッキ９−１〜９−１８を
ジャッキブロックに分けて制御する実施例を説明する。
図５に示すように、掘削機本体１の軸方向をＺ軸、掘削
機本体１の前面の中心を原点Ｏとして水平方向にＸ軸、
垂直方向にＹ軸をとって三次元座標を考えるものとす
る。更に、掘削機本体１の進行ベクトルをＶとしたと
き、ＸＺ平面上において、ベクトルＶをＸＺ面に投影し
た線とＺ軸との角を水平制御角θ_X とし、ＹＺ平面上に
おいて、ベクトルＶをＹＺ面に投影した線とＺ軸との角
を垂直制御角θ_Y とする。

【００２３】方向制御・管理システム２２には、図６に
示すような制御角θ_X と力点位置Ｈ _X との関係を示すデ
ータと、図７に示すような制御角θ_Y と力点位置Ｈ_Y と
の関係を示すデータがメモリされている。図８は掘削機
本体１の後面を示しており、後面の位置を力点位置と称
している。例えば、制御角がθ_X1，θ_Y1であるときには
（図６，図７参照）、力点位置Ｈ_X1，Ｈ_Y1で規定される
点Ｑ（図８参照）のことを、目標力点位置と称してい
る。仮にこの点Ｑに総推力を集中すると、掘削機本体１
が制御角θ_X1，θ_Y1で規定されるベクトルＶの方向に旋
回していく。なお図６，図７に示す特性は、実掘削にお
いて実際のデータを取り込んで、学習制御により、土質
に合せて徐々に補正していっている。

【００２４】方向制御・管理システム２２には、あらか
じめ設定された計画線のデータと、現在のデータから方
向ベクトルＶを求め、更に制御角θ_X ，θ_Y を算出す
る。そして算出した制御角θ_X ，θ_Y と図６，図７に示
す特性から目標力点位置Ｑを求める。

【００２５】方向制御・管理システム２２で求めた目標
力点位置Ｑは、制御装置２０に送られる。制御装置２０
では、目標力点位置Ｑを満たすように、各ブロックのジ
ャッキ推力を設定する。そのため、制御装置２０には供
給圧力のデータが最低必要となる。

【００２６】本実施例では、方向制御・管理システム２
２と制御装置２０とで機能的に分けた構成としている
が、当然１つに纏めることは容易である。制御装置２０
は各ブロックのジャッキ推力を求める手段として、原理
１〜原理３を持っている。以下に上記原理の実施例を示
す。

【００２７】「原理１の説明」制御装置２０は図９に示
すジャッキブロックＢ−１〜Ｂ−８のジャッキ推力が次
の（Ｉ），（II）に示すようになるよう指令を出す。即
ち、 （Ｉ）各ブロックのジャッキ推力の偏推力が図９に示す
ように点対称となるように設定する。つまり、ブロック
Ｂ−１に対してブロックＢ−５、Ｂ−２に対してブロッ
クＢ−６、Ｂ−３に対してブロックＢ−７、そしてＢ−
４に対してＢ−８にそれぞれ対応させて偏推力を与え
る。このときのジャッキ推力をｆ_j （ｉ），ｉ＝１〜８
とする式（１）のように表すことができる。図９中の記
号±Ａ，±Ｂ，±Ｃ，±Ｄは偏推力の方向を表わし、そ
の小文字は偏推力±Δｆ_a ，±Δｆ _b ，±Δｆ_c ，±Δ
ｆ_d の添え字に用いる。

【００２８】

【数１】 ここに、ｆ_o は平均推力である。

【００２９】力点位置が図２におけるＱ１と仮定したと
き、ジャッキブロックＢ−２のジャッキ推力ｆ_j (2) が
最大となり、ジャッキブロックＢ−２に対し点対称なジ
ャッキブロックＢ−６のジャッキ推力ｆ_j (6) が最小と
なる。

【００３０】（II）ジャッキブロックＢ−２，Ｂ−６以
外の推力は、最大推力のジャッキから最小推力のジャッ
キに向かって線形を保って段階的に推力が小さくなるよ
うにする。図１０（ａ）はＹ軸まわりに関する偏推力の
大きさを示している。すなわち、ブロックＢ−２，Ｂ−
４の＋Ｂに当るＸ座標の偏推力はΔｆ_b の大きさで、ブ
ロックＢ−３の＋Ａに当るＸ座標の偏推力はΔｆ_a の大
きさであり、図に示すように偏推力Δｆ_a ，Δｆ_b は、
ブロックの作用点のＸ座標の大きさ（作用点の水平距
離）に比例するように設定する。この場合、偏推力Δｆ
_c ，Δｆ_d はＹ軸まわりには寄与しない。また、図１０
（ｂ）はＸ軸まわりに関する偏推力の大きさを示してい
る。すなわち、ブロックＢ−２，Ｂ−８の＋Ｄに当るＹ
座標の偏推力はΔｆ_d の大きさで、ブロックＢ−１の＋
Ｃに当るＹ座標の偏推力はΔｆ_c の大きさであり、図に
示すように偏推力Δｆ_c ，Δｆ_d は、ブロックの作用点
のＹ座標の大きさに比例するように設定する。この場合
も、偏推力Δｆ_a ，Δｆ_b はＸ軸まわりには寄与しな
い。そして、Δｆ_a とΔｆ_b 、Δｆ_c とΔｆ_d との関係
について、前者の比例定数をα１、後者の比例定数をα
２とすると偏推力Δｆ_a とΔｆ_b との関係、偏推力Δｆ
_c とΔｆ_d との関係は次のように表される。

【００３１】

【数２】 ここに、定数α１，α２はジャッキブロックの作用点座
標の関数であり、掘削機の設計仕様よりもとめることが
できる。

【００３２】以上のように各ブロックのジャッキ推力を
ＸＹ座標に分けた四つの偏推力を加減算することによ
り、最大推力のジャッキから最小推力のジャッキに向っ
て段階的に推力を小さくできる。そして、このことは、
力点位置が他の位置にずれたときも同様にジャッキ推力
を調整するものである。つまり、「原理１」では、目標
力点が位置するジャッキブロックのジャッキ推力を最大
とするとともに、このジャッキブロックに対して点対称
な位置にあるジャッキブロックのジャッキ推力を最小と
する。更に、残りのブロックのジャッキ推力は、最大推
力のジャッキから最小推力のジャッキに向って推力が線
形を保って小さくなるようにする。例えば、図１１
（ａ）の如くである。

【００３３】「原理２の説明」前述した「原理１」で示
したジャッキ推力の設定で可能な力点位置の範囲を越え
た目標力点位置が要求された場合、即ち「原理１」では
原点から見た目標力点位置の方向（角度）は満たしてい
るが、図９の力点Ｑ₁ が半径方向に移動して中心より遠
く離れてしまい力点までの距離が満たされない場合、こ
の「原理２」を使用する。図２の場合、制御装置２０は
「原理１」の推力分布を基に最大・最小推力のジャッキ
ブロックＢ−２，Ｂ−６に隣合うジャッキブロックＢ−
１，Ｂ−３，Ｂ−５，Ｂ−７のジャッキ推力が次の（II
I ），（IV）に示すようになる指令を出す。

【００３４】（III ）ジャッキブロックＢ−２のジャッ
キ推力が最大であるため、その隣り合うロックＢ−１，
Ｂ−３のジャッキに対し、「原理１」での力点位置の角
度は保ち且つ設定距離を伸ばすように、更に推力を増加
させる。ブロックＢ−１，Ｂ−３の推力増加量Δｆ₁ ，
Δｆ₃ とした場合、これらの関係は次式で与えられる。

【数３】 ここに、定数γは目標力点位置の座標、ブロックの作用
点座標、ジャッキ本数からなる関数である。

【００３５】上記式（３）はブロックＢ−１の推力増加
量Δｆ₁ を基準として、ブロックＢ−３の推力増加量Δ
ｆ₃ を求めるものであるが、「原理１」段階でのブロッ
クＢ−２のジャッキ推力とブロックＢ−３のジャッキ推
力との差及びブロックＢ−２のジャッキ推力とブロック
Ｂ−１のジャッキ推力との差によって、この推力増加Δ
ｆ₁ ，Δｆ₃ の上限が決まる。

【００３６】（IV）また、上記（III ）の反作用として
ジャッキブロックＢ−６の推力が最小であるため、ブロ
ックＢ−１に点対称なブロックＢ−５のジャッキ推力を
Δｆ ₁ 減じ、ブロックＢ−３に点対称なブロックＢ−７
のジャッキ推力をΔｆ₃ 減ずる。ブロックＢ−５，Ｂ−
７に対して上記処理を行うことにより、「原理１」での
力点位置の角度は保ち且つ設定距離を伸ばすことができ
る。「原理２」による推力の変化を示したものが、図１
１であり、図１１（ａ）は「原理１」のジャッキ推力分
布例であり、図１１（ｂ），図１２（ａ）は「原理２」
による推力分布例を示したものである。この結果、上述
の推力増減量Δｆ₁ ，Δｆ₃ を用いると「原理１」によ
る式（１）は次のように変更される。

【００３７】

【数４】 力点位置が他の位置にずれたときも同様にジャッキ推力
を調整する。

【００３８】「原理３の説明」前述した「原理２」で示
したジャッキ推力の設定で可能な力点位置の範囲を越え
た目標力点位置が要求された場合、即ち「原理２」では
原点から見た目標力点位置の方向（角度）は満たしてい
るが、更に力点までの距離が満たされていない場合、
「原理３」を使用する。図２の場合、制御装置２０は
「原理２」の推力分布を基にジャッキブロックＢ−４，
Ｂ−８のジャッキ推力が次の（Ｖ）に示すようになるよ
う指令を出す。

【００３９】（Ｖ）ジャッキブロックＢ−２のジャッキ
推力が最大、ジャッキブロックＢ−６が最小であるた
め、その中間のブロックＢ−４，Ｂ−８のジャッキに対
し、「原理２」での力点位置の角度は保ち且つ設定距離
を伸ばすように、推力を減少させる。ブロックＢ−４，
Ｂ−８の推力減少量Δｆ₄ ，Δｆ₈ との関係は次式で与
えられる。

【数５】 ここに、定数γ′は目標力点位置の座標、ブロックの作
用点座標、ジャッキ本数からなる関数である。

【００４０】上記式（５）はブロックＢ−４の推力減少
量Δｆ₄ を基準として、ブロックＢ−８の推力減少量Δ
ｆ₈ を求めるものであるが、「原理１」（或いは「原理
２」）段階でのブロックＢ−６のジャッキ推力とブロッ
クＢ−４，Ｂ−８のジャッキ推力との差によって、この
推力減少Δｆ₄ ，Δｆ₈ の下限が決まる。

【００４１】ブロックＢ−４，Ｂ−８に対して上記処理
を行うことにより、「原理２」での力点位置の角度は保
ち且つ更に設定距離を伸ばすことができる。「原理３」
による推力の変化を示したものが、図１２であり、図１
２（ａ）は「原理２」のジャッキ推力分布例（図１１
（ｂ）と同一）であり、図１２（ｂ）は「原理３」によ
る推力分布例を示したものである。また、上述の推力減
少量Δｆ₄ ，Δｆ₈ を用いると「原理２」による式
（４）は次のように変更される。

【００４２】

【数６】 力点位置が他の位置にずれたときも同様にジャッキ推力
を調整する。

【００４３】以上原理１，２，３によるジャッキ推力の
設定に基づき、シーケンサ２１は制御装置２０による指
令を受けてジャッキ推力ｆ_j （ｉ），ｉ＝１〜８が指令
値となるように制御弁アンプ２９−１〜２９−８に信号
を出力し、圧力制御弁３０−１〜３０−８の開度調整を
する。

【００４４】上述の手段を使用すると、目標力点が位置
するブロックのジャッキ推力を最大とし、このブロック
から、点対称なブロックに向かい、ジャッキ推力を段階
的に減じていくことができ、さらに、目標力点位置が離
れた位置に要求されたとき、点対称なブロック推力を保
ちながら推力を増加／減少させ、目標力点位置を確保す
ることができる。即ち、広い範囲の目標力点を設定する
ことができる。各ブロックのジャッキ推力が点対称で且
つ段階的であるため、推力分布が安定したスムーズな旋
回掘削ができる。また、ジャッキ推力の設定を目標力点
位置を満たすように連続的又は微小時間間隔で各ブロッ
クのシールドジャッキ推力を設定することにより、精度
のよい掘削が行える。

【００４５】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、シールドジャッキを複数のブロッ
クに分けて同一ブロック内のシールドジャッキには同一
の弁を介して圧油の供給をするため、弁の設定数はブロ
ックの数と同じになり、弁の設定数が少なくてよい。ま
た、目標力点が位置するブロックのジャッキ推力を最大
とし、これと点対称位置にあるブロックの推力を最小に
し、残りのブロックは最大推力ブロックから最小推力の
ブロックに向かい、ジャッキ推力を段階的に小さくする
ようにしたので、推力分布が安定しスムーズな旋回掘削
ができる。さらに、目標力点位置が離れた位置に要求さ
れたとき、点対称なブロック推力を保ちながら推力を増
加／減少させ、目標力点位置を確保することができるの
で、広い範囲の目標力点を設定することができる。ま
た、ジャッキ推力の設定を目標力点位置を満たすように
連続的（微小時間間隔）に行うことにより、精度のよい
掘削が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールド掘削機の構成を示す構成図である。

【図２】シールドジャッキの配置例を示す配置図であ
る。

【図３】シールド掘削機の制御系を示す説明図である。

【図４】制御系及び油圧系を示す構成図である。

【図５】三次元座標のとり方を示す説明図である。

【図６】制御角と力点位置との関係を示す特性図であ
る。

【図７】制御角と力点位置との関係を示す特性図であ
る。

【図８】力点位置を示す説明図である。

【図９】各ブロックのジャッキの偏推力を示す説明図で
ある。

【図１０】Ｙ軸回り、Ｘ軸回りの偏推力を示す説明図で
ある。

【図１１】「原理１」から「原理２」に変更した場合の
ジャッキ推力の変化を示す説明図である。

【図１２】「原理２」から「原理３」に変更した場合の
ジャッキ推力の変化を示す説明図である。

【図１３】従来技術を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 掘削機本体 ８ セグメント ９，９−１〜９−１８ シールドジャッキ ２０ 制御装置 ２１ シールドシーケンサ ２２ 方向制御・管理システム ２９−１〜２９−８ 制御弁アンプ ３０−１〜３０−８ 圧力制御弁 Ｂ−１〜Ｂ−８ ブロック ±Ａ，±Ｂ，±Ｃ，±Ｄ 偏推力成分の方向 ±Δｆ_a ，±Δｆ_b ，±Δｆ_c ，±Δｆ_d 偏推力 Δｆ₁ ，Δｆ₃ 推力増加量 Δｆ₄ ，Δｆ₈ 推力減少量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 淳一 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (56)参考文献 特開 平５−33597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−52100（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 302 E21D 9/06 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘削機の掘削機本体の後部に備
   えられた複数本のシールドジャッキの推力を調整する制
   御方法であって、 前記シールドジャッキの近くのものどうしを組として４
   以上の偶数のブロックに区分けし、同一のブロック内の
   シールドジャッキヘの圧油の供給あるいは排出は同一の
   弁を介して行い、 曲がりつつ掘進する際には、掘削機本体の軸方向と進行
   方向とでなす制御角から目標力点位置を求め、 目標力点が位置するブロックのシールドジャッキの推力
   を最大とするとともに、目標力点が位置するブロックに
   対し点対称な位置にあるブロックのシールドジャッキの
   推力を最小とし、更に残りのブロックのシールドジャッ
   キの推力を、最大推力のブロックから最小推力のブロッ
   クに向って段階的に小さくなるように、しかも目標力点
   位置を満たすように、前記最大推力ブロックに隣合う複
   数個のブロックのシールドジャッキの推力を増加させ、
   さらに上記隣合う複数個のブロックに対し点対称なブロ
   ックのシールドジャッキの推力を減少させるように、ブ
   ロック毎に設けた上記弁の開度を調整することを特徴と
   するシールド掘削機のシールドジャッキ制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の推力分布で実現できる力
   点位置より離れた位置に目標力点位置が要求された場合
   において、 目標力点位置を満たすように、推力が最大となるブロッ
   クと推力が最小となるブロックの中間に位置する複数個
   のシールドジャッキの推力を減少させるように、ブロッ
   ク毎に設けた弁の開度を調整することを特徴とする請求
   項１記載のシールド掘削機のシールドジャッキ制御方
   法。
3. 【請求項３】 与えられた目標力点位置を満たすよう
   に、連続的に或いは微小時間間隔で各ブロックのシール
   ドジャッキの推力を設定するように、ブロック毎に設け
   た弁の開度を調整することを特徴とする請求項１又は２
   記載のシールド掘削機のシールドジャッキ制御方法。